源清慧虹王鹏军:基础设施智慧管养迫在眉睫,一个完整体系+四大核心能力是解决问题的关键

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源清慧虹CEO王鹏军受邀就基础设施如何借助物联网、大数据等技术现实智慧管养进行了分享。

据统计,我国在运铁路里程达到了13万公里(单指电气化铁路)、高速公路里程到13.8万公里、公路桥梁达到82.55万座(不包含市政桥梁、城市范围内的桥梁)。另外,还有其他很多大型的基础设施未计入其中。

这些数量庞大的基础设施急需物联网、大数据等技术为他们的管养赋能。在基础设施智慧互联网的时代,要想解决这个问题需要具备哪些能力?

四个核心能力则指以下四个方面:

1.超低功耗智能传感器的设计能力,因为大量的基础设施处在偏远,网、电难以触及的地方,所以传感器的寿命需要非常长,必须在十年左右的时间尺度以上;2.结构监测时,除了掌握静态类的数据、结构变形数据,更重要的是要做结构的动态数据,包括结构物的相位特征,相位特征要求所有的传感必须得有非常精准的时点;3.必须充分利用物联网时代低功耗窄带无线的特征,数据处理必须尽量的前端化。能够通过前端的智能算法将需要获得的数据特征在前端进行获取,以几个数量级的倍数压缩;4.海量运维和快速交付的能力。

源清慧虹王鹏军:基础设施智慧管养迫在眉睫,一个完整体系+四大核心能力是解决问题的关键

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以下为嘉宾演讲实录,猎云网整理删改:

大家好,我是来自清华大学电子工程系的王鹏军,我现在做的这个项目是针对基础设施、结构安全方面的一个典型的物联网+大数据的项目。我们这个企业名称叫源清慧虹,源自清华的智慧彩虹,我们早期专注的基础设施主要是类似于像桥梁、水库大坝这样的特殊结构,特别早期做大量的桥梁结构的安全监测相关的项目,智慧的彩虹就是我们桥梁的一个形象。

这里介绍一下为什么要做这件事情?给大家展示一些数据,目前我们国家在运铁路里程达到了13万公里(电气化铁路)、高速公路里程13.8万公里,公路桥梁达到82.55万座(不包含市政桥梁,在城市范围内的桥梁)。除中国之外,其他国家所有的桥梁数量加起来跟我们目前所建设的桥梁数量是近似的。另外,还有其他很多大型的基础设施。实际上,我国从2011年到2013年这个时间段内,在基础设施建设领域,一共消耗了66亿吨的水泥,这个数量超过美国在整个20世纪消耗的消耗量,到目前为止还没有减速的迹象,这是一个非常巨大、非常恐怖的数字。

这样一个数量巨大的基础设施,现在很快将要进入管养的时代。早期这些设施更多的是依赖于巡检、定检等人工手段。大量基础设施安全问题出现了之后,基于一些物联网、大数据手段的管养技术的运用迫在眉睫。

目前我们的技术可以应用在公路、建筑物、轨道交通等这样一些领域,这是我们专注的几大领域。

以下是我们团队的基本发展历程,我们团队出自清华大学电子工程系电路与系统研究所。从2005年到2010年这个时间段,我们在研究所主要是专注无线传感器网络相关的核心芯片、通信协议相关的研究。在2011年左右,把研究成果往具体的应用方向转型,当时我们在国家专项基金的支持下做了道、桥物联网云服务平台,这个专项让我们早期的原形产品以及试点项目得以形成。在此时获得了国家电网、中国交通部、住建部相关行业的高度认可,在2017年先后获得源清创投等一些机构的投资。

今天我想跟大家分享的内容主要是,我们在基础设施智慧互联网时代做好这个事情,应当具备哪些能力?从我自己的理解看,应当具备一个完整体系+四大核心能力,这一个完整的体系从底层智能传感到中间的通信协议,再到数据中台以及到适应这个行业应用的SAAS平台,整个体系解决方案的能力,这是完整体系能力。此外,还有海量的快速交付的运维和部署能力。

刚才说了这四大核心能力,第一个核心能力是超低功耗智能传感器的设计能力,因为我们面对的是基础设施监测这样一个应用场景。这些基础设施大量的处在比较偏远的、电或者网络比较难达到的地方,我们(需要)低成本的、大范围的去铺设这些智能传感器。它的设计电池使用寿命必须非常长,必须在十年左右的时间尺度上,否则的话,它将来带来的维护和使用的成本将居高不下,会限制它的应用广度。

第二个核心能力,做结构监测时,我们需要能够分析这个结构的安全性,除了静态类的数据,结构变形数据,更重要的是要做结构的动态数据,这里包括结构物的相位特征,相位特征要求所有的传感必须有非常精准的时点。

第三个核心能力,必须充分利用物联网时代低功耗窄带无线的特征,把这些特征利用好,这些数据处理必须尽量的前端化。我们能够通过前端的智能算法将需要获得的数据特征在前端进行获取,以几个数量级的倍数往上压缩。

对于行业数据的应用、处理和分析能力,我们的用户大多数是比较专业的行业用户,他们可能不光是要关注大量的监测数据,更需要关注这些数据到底说明了什么问题,我们要深入行业了解用户的需求,利用数据,最终让数据去说话。

第四个核心能力,海量运维和快速交付的能力。

下面分享一些我们在几个重点行业的案例,第一个,在交通市政行业,目前为止我们已经在全国数百座特大型桥梁上安装了低功耗无线智能传感器,为结构物提供全天候的保护。

另一个是从极端环境维度来看的典型案例,在最北端黑龙江佳木斯乌苏大桥上,冬季极寒温度在零下40度以下,基于电池供电长寿命的智能传感器必须经过低温的考验。低温下电池的效能会发生极大的衰减,目前已经连续为这座桥梁实现了三年左右的工作。包括复杂的海洋环境,也在规模地应用。

这是我们在四川做的桥隧工作,做长期监测服务。

这是目前服役最长时间基于无线传感监测的案例,我们为无锡市的跨运河的蓉湖大桥实现在线的监测,对低功耗无线传感的长寿命来做试验。

后面还有一些其他行业的案例,在风电行业,我们去提供风电的风机塔筒结构监测。还有海上风电发展,我们迎来了新的机会。

第三个方向,我们在轨道交通这个领域,解决电气化铁路接触网本身的问题,我们国家轨道交通,特别是高铁运行里程非常长。造成高铁的停车晚点最主要的原因就是接触网的公网事故,这个目前正在联系铁总开发智能传感器,类似于图上所展示的样子,标注的部分将会是智能传感器,它能够感知列车经过瞬间接触网本身的动态、静态姿态信息,为这个铁路接触网轨道安全做监测。

我的分享这么多。谢谢大家!

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中国在基础设施信息基础设施迫在眉睫
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